区块链必修课:概念与分类篇

互联网给整个社会带来了颠覆式的影响,是电气时代后最伟大的创新技术之一。每一轮新技术都会推动生产力的发展和社会经济的进步,并在这种进步的过程中逐渐蜕化和演进。随着互联网技术在社会各方面渗透应用的极致深化,互联网红利逐渐消失,而区块链有望带动新一轮行业革新和创新应用。达沃斯论坛创始人克劳斯施瓦布认为,区块链作为继蒸汽机、电气化、计算机之后第四次工业革命的重要成果,预计到 2025 年之前,全球 GDP 总量的10% 将利用区块链技术储存。因此,区块链是继互联网之后的一项革命性的创新技术,它将改变人类社会价值的传递方式,重塑组织形态,促进资源重新整合,改变行业运行逻辑。

什么是区块链?

区块链技术作为一种使数据库安全而不需要行政机构授信的解决方案首先被应用于比特币。中本聪(Satoshi Nakamoto)在 2008 年于《比特币白皮书》中提出“区块链”概念,并在 2009 年创立了比特币社会网络,开发出第一个区块。

基本概念

1. 区块链

关于区块链的概念目前还没有一个共同的认识,维基百科给出的解释为:区块链是用于分布式数据库识别、传播和记载信息的智能化对等网络,也称为价值互联网。

从本质上讲,区块链技术是一种使用去中心化共识机制去维护一个完整的、分布式的、不可篡改的账本数据库的技术,它能够让区块链中的参与者在无需建立信任关系的前提下实现一个统一的账本系统。区块是公共账本,多点维护;链是盖上时间戳,不可伪造。

区块链本质上是一个注重安全和可信度胜过效率的一项技术。目前所有的系统背后都有一个数据库,也就是一个大账本。那么谁来记这个账本就变得很重要。现在就是谁的系统谁来记账,各个银行的账本就是各个银行在记,支付宝的账本就是阿里巴巴在记。但在区块链系统中,系统中每个人都有机会参与记账。在一定时间段内如果有新的交易数据变化,系统会评判这段时间内记账最快最好的人,将其记录的内容写到账本,并将这段时间内账本内容发给系统内的其他人进行备份。这样系统中的每个人都有一本完整的账本。因此,这些数据就会变得非常安全。篡改者需要同时修改超过半数的系统节点数据才能真正地篡改数据。这种篡改的代价极高,几乎不可能发生。例如,比特币运行已经超过9 年,全球无数的黑客尝试攻击比特币,但是至今为止没有出现过交易错误,可以认为比特币区块链是一个非常安全可靠的系统。因此可以认为,区块链技术就是一个全民参与记账的方式,它将带来的是记账方式的革新。

2. 哈希函数

哈希函数是可以将原始数据编码为特定长度的、由数字和字母组成的字符串。哈希函数有着很多适合存储区块链数据的优点:1)哈希函数处理过的数据是单向性的,通过处理过的输出值几乎不可能计算出原始的输入值;2)哈希函数处理不同长度的数据所耗费的时间是一致的,输出值也是定长的;3)哈希函数的输入值即使只相差一个字节,输出值的结果也会迥然不同。

3. P2P 网络

P2P 是英文 Peer-to-Peer 的缩写,称为“对等网”或“点对点”技术。IBM 为 P2P 下了如下定义:“ P2P 系统由若干互联协作的计算机构成,且至少具有如下特征之一的系统依存于边缘化(非中央式服务器)设备的主动协作,每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益;系统中成员同时扮演服务器与客户端的角色;系统应用的用户能够意识到彼此的存在,构成一个虚拟或实际的群体。”而 Intel 将 P2P 技术定义为“通过系统间的直接交易达成计算机资源与信息的共享”。

在 P2P 系统中,每一个 Peer 都是平等的参与者,扮演着服务使用者和服务提供者两个角色。资源的所有权和控制权被分散到网络的每一个节点中。简单来说,P2P 技术是一种用于不同用户之间,通过计算机网络“直接”交换数据或者共享服务的技术。它允许每个人直接连接到另外一台计算机上交换文件,而不再登录到服务器下载文件。

分类

按开放对象范围的不同,区块链可以分为以下三类。

(1)公有区块链(简称公链)

公有区块链:世界上任何个体或者团体都可以发送交易,且交易能够获得该区块链的有效确认,任何人都可以参与其共识过程。公有区块链是最早且当前应用最广泛的区块链。公链特征是访问门槛低,任何人都可以自由加入和退出;可以保护使用其开放程序的用户,参与者身份隐藏但所有数据默认公开。公链的应用包括比特币、以太坊、超级账本、大多数山寨币以及智能合约,公链的始祖是比特币,其应用已经工业化。

(2)联盟 / 行业区块链(简称联盟链)

联盟区块链又称行业区块链:由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人,每个块的生成由所有的预选节点共同决定(预选节点参与共识过程),其他接入节点可以参与交易,但不过问记账过程,其他任何人可以通过该区块链开放的 API 进行限定查询。联盟链需通过授权才能加入和退出。

(3)私有区块链(简称私链)

私有区块链:仅仅使用区块链的总账技术进行记账,公司或个人独享该区块链的写入权限。私链特征是交易速度快、数据不会公开地被拥有网络连接的人获得、交易成本大幅降低甚至为零。目前传统金融巨头都在尝试私有区块链,私链应用产品还在摸索当中。

本文摘自:InterValue创始人兼CEO曹源博士携核心团队成员参与撰写的《DAG区块链技术原理与实践》一书。

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